JPH08132447A - 成形用金型およびその製造方法 - Google Patents

成形用金型およびその製造方法

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JPH08132447A
JPH08132447A JP29363494A JP29363494A JPH08132447A JP H08132447 A JPH08132447 A JP H08132447A JP 29363494 A JP29363494 A JP 29363494A JP 29363494 A JP29363494 A JP 29363494A JP H08132447 A JPH08132447 A JP H08132447A
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JP
Japan
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nest
convex
radius
concave
mold
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JP29363494A
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English (en)
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Mitsunobu Usui
光信 薄井
Kazuo Mukohara
一男 向原
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Fujifilm Holdings Corp
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造が迅速にできるとともに射出成型品にバ
リを生じさせることが無い射出成形用金型及びその製造
方法を提供する。 【構成】 入れ子60に形成されている凸状の角部63
と、金型本体50に形成されて前記凸状の角部63と嵌
合する凹状の角部56の両方を自動機械加工により、前
記凸状の角部63の曲率半径を前記凹状の角部56の曲
率半径よりも大きく構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば樹脂部品の成形
に用いられる射出成形用金型等の成形用金型およびその
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、樹脂部品を製造するために射出成
形法が広く用いられているが、このような樹脂部品の射
出成形に使用される金型として、金型本体に貫設された
嵌合穴(以下、入れ子穴と言う。)に入れ子を嵌合させ
ることにより一体とされた成形用金型が汎用されてい
る。
【0003】ところで、入れ子の加工および金型本体に
入れ子穴を貫設する加工は、次述するようにワイヤ放電
加工機を用いて効率的に行うことができる。まず、ワイ
ヤ放電加工においては図3に示すように、平面断面形状
が矩形とされている入れ子10は、金型素材20を貫通
する放電ワイヤーを、図3に示す経路21を矢印の方向
に移動させることにより金型素材20から切り出すこと
ができる。このとき、入れ子10の4隅の凸状の角部1
1を加工するために、放電ワイヤを外側にループ22を
描くように方向転換させる。これは、ワイヤ放電加工機
の放電ワイヤを停止させることができないという加工上
の制約と、入れ子の角部11を可能な限り直角に加工し
て寸法精度を高めるという要請の二つの理由があるから
である。
【0004】他方、図4に示すように入れ子穴15は、
金型素材20を貫通する放電ワイヤーを、例えば図4に
示す経路23に従って移動させることにより形成するこ
とができるが、その凹状の角部16は放電ワイヤの半径
に相当する最小限の曲率半径をもったR形状の形状は避
けられない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述のように成形され
た入れ子10と入れ子穴15とを図中の縦横の寸法に基
づいてそのまま嵌合させようとすると、入れ子10の凸
状の角部11が入れ子穴15の凹状の角部16に当接す
るので、入れ子10を入れ子穴15に嵌合させることが
できない。また、嵌合させる寸法とした場合には、図5
に示すように入れ子10の側面12と入れ子穴15の側
面17との間に大きな空隙19が生じることとなって、
このような金型を用いて例えば射出成形する樹脂成形部
品には多数のバリが生じてしまう。
【0006】そこで、従来は、入れ子10の凸状の角部
11を手仕上げにより丸め、入れ子穴15の凹状の角部
16と干渉しないように手作業により加工することが不
可欠であった。しかしながら、入れ子10の凸状の角部
11を大きく丸めすぎると、入れ子穴15の凹状の角部
16との間に隙間が生じ、射出成形される樹指部品にバ
リが生じるので、入れ子10の凸状の角部11を丸める
作業は経験と勘による熟練を要する因難な手仕上げとな
っており、再現性に乏しく、また時間とコストがかかる
という重大な欠点となっている。
【0007】そこで、本発明は上記の問題点に鑑みてな
されたものであって、その目的とするところは、熟練者
による手仕上げが不要で、再現性に優れた金型が製造で
き、しかも製造にかかる時間とコストを大幅に減少させ
ることができる成形用金型およびその製造方法を提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の上記の目的は、
金型本体並びに該金型本体に貫設されている嵌合穴に嵌
合する入れ子とを備えた成形用金型において、前記金型
本体と前記入れ子のいずれか一方に形成されている凸状
の角部と、前記金型本体と前記入れ子のいずれか他方に
形成されて前記凸状の角部と対向する凹状の角部とを有
し、前記凹状の角部の曲率半径をR1とし、前記凸状の
角部の曲率半径をR2としたとき、R1<R2の関係を
満たすように構成されたことを特徴とする成形用金型
よって達成することができる。又、前記凹状の角部と前
記凸状の角部との隙間の最大値が0.005mmから
0.04mmの範囲内に構成されたことによって上記目
的をより効果的に達成できる。更に、本発明の上記目的
は、金型本体と、該金型本体に貫設されている嵌合穴に
嵌合する入れ子とを備えた成形用金型の製造方法であっ
て、前記金型本体と前記入れ子のいずれか一方に形成さ
れている凸状の角部と、前記金型本体と前記入れ子のい
ずれか他方に形成されて前記凸状の角部と対向する凹状
の角部とを自動加工機で加工することにより特定の曲率
半径に加工するときに、前記凹状の角部の曲率半径をR
1とし、前記凸状の角部の曲率半径をR2としたとき、
Rl<R2の関係を満たすように前記自動加工機で加工
することを特徴とする成形用金型の製造方法によっても
達成される。
【0009】
【作用】本発明においては、金型本体と入れ子のいずれ
か一方に形成されている凸状の角部と、金型本体と入れ
子のいずれか他方に形成されて前記凸状の角部と嵌合す
る凹状の角部の両方を、前述のごとくR1<R2の関係
を満たす特定の曲率半径を有する曲面に加工するので、
例えば入れ子の凸状の角部を。ワイヤ放電加工機で加工
する場合であっても、従来のような図3で示すようなル
ープを描いてワイヤを移動させること無く、指定の曲率
R2に沿ってワイヤを連続的に移動させることができる
ので、数値制御機能を持つ自動加工機で容易に加工する
ことができ、その凸状の角部は手作業による面取りを行
う必要が無い。従って、自動加工機によって製造された
入れ子と入れ子穴とを、そのまま嵌合させることができ
る。しかも、自動加工機で製造された入れ子穴と入れ子
とをそのまま使用するので、再現性に優れた金型が製造
でき、しかも製造にかかる時間とコストを大幅に減少さ
せることができる。また、前記凸状の角部を丸めたR部
の半径を、前記凹状の角部を丸めたR部の半径よりも大
きくするので、前記凸状の角部を丸めることにより形成
された壁面と前記凹状の角部を丸めることにより形成さ
れた壁面との間に金型の組み込み性が良く成形品に悪影
響を与ない隙間を形成することができる。さらに、金型
本体と入れ子のいずれか一方に形成されている凸状の角
部と、金型本体と入れ子のいずれか他方に形成されて前
記凸状の角部と嵌合する凹状の角部の両方を自動工作機
械加工により丸めるので、前記隙間の値を所定の値に設
定することができ、もって前記隙間をガス抜き通路とし
て用いることができる。そして、本発明による成形用金
型およびその製造方法は、凹状の角部の曲率R1が0.
05〜2mmの範囲にある場合に、その特徴が発揮さ
れ、より好ましくはR1が0.08〜1mmの場合、最
も好ましくは0.1〜0.8mmの範囲となるような金
型を製造する場合に特に顕著な効果を発揮する。また、
凹状の角部に、対向する凸状の角部を、それから延びる
2辺のいずれをも当接させた場合、例えば入れ子を凹状
の角部に向かって入れ子穴の凸状角部をそれから延びる
2辺が隙間無く当接した場合(実際の金型がこのように
物理的に当接できない場合は、仮想的に当接させた場合
を言う。)に、その角部に形成される最大隙間(即ち、
後述の図1のα)を射出成形時のガス抜き溝(ガスベン
ト)として設計することが好ましく、その値は0.00
5mm〜0.04mmの範囲から射出される樹脂に応じ
て最適値が選ばれる。ところで、上記の様にして、その
角部が形成された金型の入れ子と入れ子穴とを嵌合させ
た場合、角部以外の部分では、入れ子と入れ子穴が当接
した状態が理想的ではあるが、実際にはそのような当接
状態とすると、入れ子穴へ入れ子を嵌入させることがで
きないため、角部以外の部分においても入れ子と入れ子
穴の間に微少な隙間(以下、「クリアランス」とい
う。)が形成されるのが普通である。このクリアランス
は、入れ子と入れ子穴の各辺に直交する方向での値で0
より大きく30μm以下が適切であり、好ましくは0よ
り大きく20μm以下、最も好ましくは、0より大きく
10μm以下である。このようなクリアランスをもって
製造された入れ子と入れ子穴を嵌合させた場合に形成さ
れる角部における間隙の最大値は、前述の最大隙間αよ
りクリアランス分だけ大きくなり得るが、前述のように
この場所がガスベントとして機能するようにその値は射
出される樹脂に応じて最適値となるように設計すること
が好ましい。例えば、ポリスチレン(PS)の場合には
0.02mm、ポリアセタール樹脂(POM)の場合に
は0.01〜0.03mm、アクリロニトリル−スチレ
ン−ブタジェン共重合体(ABS)の場合には0.03
mm、ポリカーボネート樹脂(PC)の場合には0.0
1mm〜0.03mmが好ましい。この様に、上記最大
隙間αおよびクリアランスを設定した金型を使用して、
射出成形法により樹脂成形品を製造した場合には、射出
成形に伴って発生するガスを前記隙間を通過することが
できる一方、射出された樹脂は通過することができない
ので、成形品にバリが発生することが無い。
【0010】
【実施態様】本発明に係る射出成形用金型の一実施態様
を、以下に図1および図2に基づいて詳細に説明する。
ここで、図lは本発明に係る射出成形用金型の一実施態
様の要部を拡大して示す断面図、図2は本発明に係る射
出成形用金型の一実施態様の要部を示す分解斜視図であ
る。
【0011】本実施態様においては、先ず、図2に示す
ような金型本体50(下型)にくり抜くように形成され
た矩形の嵌合穴51に、上端面に適宜凹凸形状を有する
入れ子60を嵌合する構造のものである。なお、図2に
おいては上型の図示を省略してあり、この金型の組み立
て状態における射出空間及び金型の縦断面形状は図4に
示したものと同様で、嵌合穴5lは図中において垂直方
向に延びる側面52・53とこれらの側面の上側に適宜
テーパをもって穴径を大きくするように延びて射出空間
の内壁面を構成する側面54・55を備えた構成である
一方、入れ子60にはこれら側面52・53・54・5
5に対面して密着する面と射出空間の内面を構成する側
面6l・64が形成されている。図1に示すように、前
記金型本体50の嵌合穴51を形成する平坦な側面52
・53は互いに直交するようにされ、かつ両側面52・
53が互いに交わることにより形成される凹状の角部
は、前記両側面52・53をワイヤ放電加工する放電ワ
イヤの半径にほぼ等しい半径R1を有する凹状のR部5
6に丸められている。
【0012】また、前記金型本体50に嵌合する入れ子
60の側面61・64は、金型本体50の前記両側面5
2・53にそれぞれ密着するようにされている。そし
て、入れ子60の側面61・64が互いに交わることに
より成形される凸状の角部は、NC装置を備た工作機械
により加工されて丸められ、所定の曲率半径R2を有す
る凸状のR部63とされている。
【0013】そして、前記凹状のR部56の半径R1と
前記凸状のR部63の半径R2とは、R1<R2の関係
を満たすようにされており、もって入れ子60を金型本
体50の嵌合穴51に嵌合させる際に、両者が互いに干
渉することが無いようにされている。
【0014】また、前記凹状のR部56と前記凸状のR
部63とは共に自動加工機による加工により成形された
ものであるから、それらの壁面は正確に円筒面状をな
し、もって両壁面の間には入れ子60を金型本体50に
嵌合させる方向に延びる隙間70が形成される。そして
前記隙間70の最大隙間αは、R1とR2の値を適宜選
択することにより希望の値に設定することができる。こ
の最大隙間αの値は嵌合のクリアランスをゼロとしたと
き次式、 α=(√2−1)×(R2ーR1) によって算出することができる。
【0015】(実験例1)上述のように構成された金型
本体50および入れ子60を用い、これらの嵌合クリア
ランスを5μmとし、230℃に加熱し溶融させたポリ
スチレン樹指を、射出圧力750Kgf/cm2におい
て射出成形した結果を表1に示す。
【00l6】
【表1】
【00l7】(実験例2)上述のように構成された金型
本体50および入れ子60を用い、これらの嵌合クリア
ランスを5μmとし、205℃に加熱し溶融させたAB
S樹指を、射出圧力1200Kgf/cm2において射
出成形した結果を表2に示す。
【0016】
【表2】
【0017】(実験例3)上述のように構成された金型
本体50および入れ子60を用い、これらの嵌合クリア
ランスを5μmとし、190℃に加熱し溶融させたポリ
アセタール樹指を、射出圧力900Kgf/cm2にお
いて射出成形した結果を表2に示す。
【0018】
【表3】
【0019】上記の実験例から明らかなように、最大隙
間αの値が0.005ミリから0.04ミリの間に設定
されている場合には、いずれもガス抜き性が良好である
とともに、成形品にバリの発生が認められなかった。ま
た、最大隙間αの値が0.005ミリから0.04ミリ
の間とされている場合には、射出成形に伴って発生する
ガスは前記隙間70を介して金型の外部に放出されるの
でガス抜き性が良好に保たれ、もって成形品に焼けやシ
ョートが発生することが無い一方、溶融した樹指はその
粘性がガスに比較して極めて高いので、最大隙間αの値
が0.005ミリから0.04ミリ程度の隙間70内に
は入り込むことができず、もって成形品にバリが発生す
ることが無いと考えられる。
【0020】すなわち、金型本体50の嵌合穴51を形
成する壁面52・53と、入れ子60の前記両壁面52
・53に密着する壁面6l・62とがそれぞれ互いに直
交するようにされているので、金型本体50の凹状のR
部56および入れ子60の凸状のR部63を機械加工し
て、それぞれの半径をR1・R2の値を正確なものとす
ることができる。これにより、凹状のR部56の壁面お
よび凸状のR部63の壁面によって形成される隙間70
の最大隙間αの値を正確に設定することができるから、
隙間70をガス抜き通路として活用することができる。
また、凹状のR部56および凸状のR部63を自動加工
機で加工するのに要する時間は例えばR部63の長さが
0.2mm程度の場合に5分程度であり、従来の手仕上げ
に3〜4時間程度要していたことに比較すると、仕上げ
作業を極めて効率的に行うことができる。
【0021】なお、本発明の射出成形用金型は、上述し
た実施態様によって限定されるものではなく、本発明の
主旨に基づいて形状や寸法を変える等の種々の変更が可
能であることは言うまでもない。例ば、上述した実施態
様においては、金型本体50に凹状の角部が形成され、
入れ子60に凸状の角部が形成されている場合について
説明しているが、これとは反対に金型本体50に凸状の
角部が形成され、入れ子60に凹状の角部が形成されて
いる場合についても全く同様であることは言うまでもな
い。
【0022】
【発明の効果】以上述べたように本発明は、金型本体
と、この金型本体に貫設されている嵌合穴に嵌合させら
れる入れ子とを備え、前記金型本体と前記入れ子のいず
れか一方に形成されている凸状の角部と、前記金型本体
と前記入れ子のいずれか他方に形成されて前記凸状の角
部と嵌合する凹状の角部とが、互いに自動加工機による
加工により所定の曲率半径に丸められているとともに、
前記凸状の角部を丸めたR部の半径(R2)が前記凹状
の角部を丸めたR部の半径(R1)よりも大きくなって
いるので、金型本体および入れ子の両方を、手仕上げに
頼ることなく極めて短時間に仕上げることができる。ま
た、凸状の角部を丸めたR部の半径を、前記凹状の角部
を丸めたR部の半径よりも大きくするので、前記凸状の
角部を丸めることにより形成された壁面と前記凹状の角
部を丸めることにより形成された壁面との間に金型の組
み込み性が良く成形品に悪影響を与えない隙間を形成す
ることができるだけでなく、角部の両方を自動加工機に
より加工するので、前記隙間の値を所定の値に設定する
ことができ、もって前記隙間をガス抜き通路として用い
ることができ、ガスベントを別途設ける必要もなくな
り、金型製造時間の顕著な短縮化を図ることができると
いう、優れた効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図l】本発明に係る射出成形用金型の一実施態様の要
部を拡大して示す断面図である。
【図2】本発明に係る射出成形用金型の一実施態様の要
部を示す分解斜視図である。
【図3】従来における入れ子を加工する場合の放電ワイ
ヤの経路を説明する平面図である。
【図4】従来における入れ子穴を加工する場合の放電ワ
イヤの経路を説明する平面図である。
【図5】図3および図4に示すように加工された入れ子
と入れ子穴とを互いに嵌合させた状態を示す要部拡大断
面図である。
【符号の説明】
50 下型 51 入れ子嵌合穴 52、53、54、55 側面 56 凹角部 60 入れ子 61、64 側面 63 凸角部 Rl 凹R部の半径 R2 凸R部の半径 α 最大隙間
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年3月9日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
図1】本発明に係る射出成形用金型の一実施態様の要
部を拡大して示す断面図である。
【図2】本発明に係る射出成形用金型の一実施態様の要
部を示す分解斜視図である。
【図3】従来における入れ子を加工する場合の放電ワイ
ヤの経路を説明する平面図である。
【図4】従来における入れ子穴を加工する場合の放電ワ
イヤの経路を説明する平面図である。
【図5】図3および図4に示すように加工された入れ子
と入れ子穴とを互いに嵌合させた状態を示す要部拡大断
面図である。
【符号の説明】 50 下型 51 入れ子嵌合穴 52、53、54、55 側面 56 凹角部 60 入れ子 61、64 側面 63 凸角部 Rl 凹R部の半径 R2 凸R部の半径 α 最大隙間

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金型本体並びに該金型本体に貫設されてい
    る嵌合穴に嵌合する入れ子とを備えた成形用金型におい
    て、 前記金型本体と前記入れ子のいずれか一方に形成されて
    いる凸状の角部と、前記金型本体と前記入れ子のいずれ
    か他方に形成されて前記凸状の角部と対向する凹状の角
    部とを有し、 前記凹状の角部の曲率半径をR1とし、前記凸状の角部
    の曲率半径をR2としたとき、R1<R2の関係を満た
    すように構成されたことを特徴とする成形用金型。
  2. 【請求項2】前記凹状の角部と前記凸状の角部との隙間
    の最大値が0.005mmから0.04mmの範囲内に
    構成されたことを特徴とする請求項lに記載の成形用金
    型。
  3. 【請求項3】金型本体と、該金型本体に貫設されている
    嵌合穴に嵌合する入れ子とを備えた成形用金型の製造方
    法であって、 前記金型本体と前記入れ子のいずれか一方に形成されて
    いる凸状の角部と、前記金型本体と前記入れ子のいずれ
    か他方に形成されて前記凸状の角部と対向する凹状の角
    部とを自動加工機で加工することにより特定の曲率半径
    に加工するときに、 前記凹状の角部の曲率半径をR1とし、前記凸状の角部
    の曲率半径をR2としたとき、Rl<R2の関係を満た
    すように前記自動加工機で加工することを特徴とする成
    形用金型の製造方法。
JP29363494A 1994-11-04 1994-11-04 成形用金型およびその製造方法 Pending JPH08132447A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2018061055A1 (ja) * 2016-09-28 2019-07-11 Toyo Tire株式会社 タイヤ加硫金型
JP6764179B1 (ja) * 2020-05-28 2020-09-30 株式会社The MOT Company 金型

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